电气自动化控制系统在民营企业中的应用及发展趋势研究

2022-12-12杨春平

现代制造技术与装备 2022年3期

杨春平

（山东寿光巨能金玉米开发有限公司，潍坊 261000）

1 电气自动化系统概述

电气自动化技术是一项多技术结合发展的综合性技术，涉及电子、通信、计算机以及控制等技术。目前，电气自动化控制技术在建筑业、制造业、电力业等领域获得了广泛应用。企业引入电气自动化控制技术，不仅可以使企业的生产、运行、控制等环节实现自动化，降低人力成本、减轻工作量、提高企业的运行效率，还可以为生产者创造相对良好的工作条件，实现管理者对各个环节的实时监控，同时进一步提升相关系统的安全性和稳定性。电气自动化控制系统涵盖信息采集、信息处理及控制、动作执行3 个模块内容，是一个复杂的运行控制系统。可以看出，电气自动化控制技术既有传统的电机、电器方面，也有现代电子技术、信息及网络传输等方面，是强-弱电结合、机械-电气结合以及软件-硬件结合的综合技术。

2 电气自动化控制系统在民营企业中的应用现状分析

2.1 民营企业电气自动化控制系统中引入集成信息技术

民营企业的电气自动化控制系统引入集成信息技术后可以整合流程的各个工序，利用中央控制室、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）现场、智能化仪表、计算机以及电缆等实现各环节的分布控制。在企业实际生产过程中，计算机可以对企业生产指令进行模拟和计算，进而结合计算机技术、信息技术、电气控制技术等进行控制，从而使企业生产更加安全、更加专业，实现万物互联。通过这种集成化的控制方式，可以在确保企业正常生产的前提下实现对信息的随时随地采集、存储、读取、分析，确保生产过程的合理分配、相互协作，进而提高产品生产工艺水平及产品质量。

2.2 民营企业工程控制系统的运行需求在一定程度上无法正常满足

随着信息技术的进步，大多数民营企业会选择采用电气自动化控制系统来提高产能和效益。但在企业实践中，控制方式大多数情况下需要对接分散控制系统（Distributed Control System，DCS）。此系统具有一定的安全稳定性，基本可以保证各项电气设施可靠运行，为企业信息的处理提供了一个良好环境。但传统仪表一般作为DCS 系统的主要运行部件，经常会出现一些问题，而且检修的难度较大，势必会导致民营企业电气工程控制系统的运行需求无法得到满足。

2.3 民营企业电气自动化控制系统逐步实现了智能化

随着信息技术的不断迭代，电气自动化控制系统逐渐趋向智能化。民营企业为了提高产品生产的专业性和精度、降低维修检修成本、提高工作质量，必然会引入电气自动化控制技术。民营企业人工控制可能会在某些时刻出现部分失误，导致安全事故的发生。但所应用的电气自动化控制系统功能比较完善，计算机控制几乎没有盲点，只要在机械设施设备灵敏度良好的情况下向计算机输入正确的指令，基本可以保证生产的自动化控制，实现整个企业的生产自动化。在企业运营过程中，必须依靠大量的电控系统维持机器设施设备的正产运转。例如，如果对电触点的控制不稳定，必然会影响生产进程。要想降低故障率，解决此问题，可以利用PLC 进行交换，即借助编程软件及输入相应的参数，对PLC 进行有效的控制调节。为进一步提高产品生产效率，民营企业尝试将控制技术与人工智能结合起来，对企业生产进行电气自动化智能控制[1]。这样不仅可以解决对复杂生产过程的远程控制问题，还可以集成处理数据，实时监控企业机械设备以及信息系统情况，第一时间提供预警信息和解决方案，及时实施辅助生产工艺改造和创新。与此同时，人工智能技术的科学性、自我学习、自我推理能力可以使企业管理者对电气自动化的控制策略和分析方法趋向于精准化，更加符合企业实际，大大提高了民营企业生产效率。

2.4 民营企业电气自动化控制系统使用、检修与维护相对简易

民营企业采用的电气自动化系统主要通过工序自动化进行控制。在产品生产过程中，只要企业各部门的技术人员对生产工序中各步骤制定配套的基准计划，然后将电气自动化设备与控制系统、机械设备进行互联，从原料加工到输出最终产品的所有工序基本上都可以进行自动化控制。企业工人操作起来相对简单，而且自动化控制系统的引入将企业实际中可能存在的一些高风险和高质量要求的工作任务从单纯依靠人工操作中分离出来，改为通过计算机系统发出相应的指令，控制生产设备完成相应操作。这样既可以在很大程度上避免企业工人造成的安全隐患以及可能带来的产品质量问题，又可以保证企业产品的质量达标。当下在民营企业中使用的电气自动化控制技术大多采用的系统相对标准化，拥有统一的专业化语言和操作规范，检修及维护相对简易，人员操作方便灵活。技术人员也可以通过PC 人机界面，更加便捷地操作电气自动化控制系统。

3 电气自动化控制系统在民营企业中的发展趋势

3.1 全集成自动化系统应运而生

民营企业借助互联网技术进行远程控制，利用中央控制室、PLC、智能仪表、计算机技术以及变频器等，将生产过程中的具体工作内容分发给各分布系统控制的设备，于是全集成自动化系统应运而生[2]。这种全集成自动化的控制系统能够充分保证企业生产各个环节的合理分配与协作，促进了生产工艺和企业产品质量的进一步提升，很好地保障了民营企业电气自动化控制系统的安全性能。

3.2 进一步满足差异化系统管理的需求

民营企业控制系统逐渐趋向于电子化、智能化，而且搭建了统一的平台，可以降低企业在管理、设计、使用的运行控制周期和消耗，从而降低民营企业电气自动化控制系统的运营成本。在实际运行中，电气自动化控制系统的各功能相互协调，又相对完善和独立，可以服务于不同类别的自动化项目。各民营企业可以鉴于控制对象、行业、工况等的不同，结合本企业实际选用合适的监控设计方法，充分展现自动化控制系统在各层面的功能优势。这既保证了系统运行的可靠性和安全性，又可以一定程度上满足民营企业中的差异化管理需求，从而实现客户需求和企业设计生产制造的无缝链接，实现高效管理。

3.3 加强投入，实现系统创新

目前，我国经济驶入持续发展的快车道，供需市场不断发生变化，企业与企业之间的竞争日益激励。民营企业要想在行业中立足，必须提升自身的核心竞争力。要想塑造核心竞争力必须加大投入，实现系统性创新。当下我国整体科技水平明显提升，电气自动化控制技术也获得了一系列新的突破。在这种环境背景下，民营企业必须结合企业自身发展实际引进先进生产设备，借助自动化控制技术现代化助力生产发展。例如，将应用于过程控制的对象连接与嵌入（OLE for Process Control，OPC）技术、大数据技术与电气自动化控制技术紧密结合，确保数据监控、采集、保存、分析与处理的科学性，一方面持续提高产品的质量，另一方面尽可能降低相关生产成本，抢占行业市场份额[3]。民营企业现代电气自动化控制技术的应用搭建了网络控制平台，向智慧型转型升级，不断提高了控制的稳定性和高效性，使人员与控制系统协同发展。企业必须整合一切资源突破技术局限，同时政府需要提供相应的资源支持，如技术、资金、人力等方面的投入，助力企业提升电气自动化控制系统的综合性能，并通过科研成果的转换实现整个电气自控化控制系统的创新，争取实现全面升级迭代。

3.4 电气自动化控制系统接口标准化

民营企业中电气自动化控制系统未来的目标是在降低成本的基础上有效缩减系统的运行时长。其突破口是系统接口的标准化处理，如：OPC 就是将Microsoft 的标准与技术与电气自动化系统的应用相联系；制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）系统、企业资源规划（Enterprise Resource Planning， ERP）系统、办公自动化（Oきce Automation，OA）系统与企业实践数据相联接，构建了统一、标准的系统，实现信息共享，确保信息传递准确性、及时性，使生产实现标准化操作。在实际管控企业过程中，管理者借助系统对生产各个关键点进行数据采集，并将数据上传到系统。每一个部门都有查阅权限，可第一时间更改存在的不足，及时调整确保产品高质量，真正发挥数据共享的价值。下一道工序接到生产指令后进行生产制造，确保产品质量零缺陷，真正做到无缝链接，实现即时制生产。民营企业通过电气自动化控制系统可以实现对企业的全面质量管理。一方面，可以在降低库存成本的同时减少企业电气自动化控制系统的成本，解决一些生产过程中存在的问题，确保生产有序进行；另一方面，可以使企业电气自动化管理向标准化方向发展，进一步提升企业整体效能[4]。

3.5 电气自动化产业的优化发展

在市场竞争日益激烈的环境下，电气行业必须采取措施创新优化发展。加之系统与机器之间的界限越来越模糊，势必会对信息的集成提出更高要求。通过对电气自动化控制系统的研究，可以进一步提升网络系统构建的科学性，如可将人工智能技术也融入民营企业自动化控制中，加之电气自动化控制系统本身的自适用性和自组织性的进一步提升，在企业实践中与其他机械设备的联合效应将逐步扩大。在民营企业电气自动化控制系统中引入虚拟化，可减少产品制造过程中出现的废弃物过量、库存过大、无效配置等问题。例如，工作流程的再造即重新构造工作本身、重新设计工作各环节的先后次序，重新定义各环节的关系，一切以顾客导向出发，引导员工科学运用电气自动化控制技术，实现即时制采购、即时制生产、即时制配送，达到适应快速变动的环境的目的，趋近于企业追求的零库存的目标[5]。总之，电气自动化控制技术将会进一步改善民营企业的管理水平，提高民营企业整体效能，也可以优化电气行业。同时，结合企业实际通过各类技术创新可以打造民营企业电气自动化控制系统的核心竞争力，从而开创民营企业电气自动化控制发展的新纪年，促进该产业的优化发展。